凝胶渗透色谱GPC-分析测试中心
GPC测试(凝胶渗透色谱)原理流动相选择
GPC测试（凝胶渗透色谱）原理流动相选择GPC（凝胶渗透色谱）是一种分离和测定聚合物分子量分布的技术，通过测量聚合物在流动相中的滞留体积，可以得到聚合物分子量分布曲线。
凝胶渗透色谱的原理是根据聚合物的分子量在凝胶柱中的渗透速率来进行分离，分离和分析的主要原理是聚合物的分子量决定了其在凝胶柱中的滞留时间，从而实现了聚合物的分离和测定。
在凝胶渗透色谱中，聚合物样品首先通过一个高分子量的凝胶柱，凝胶柱通常由交联的聚合物或聚合物微球构成。
聚合物样品在凝胶柱中开始渗透，较大的分子量的聚合物由于其更大的体积，被凝胶柱所限制，以较慢的速度渗透，而较小分子量的聚合物则可以更容易地通过凝胶柱，渗透速度较快。
为了实现凝胶渗透色谱的分离，需要选择适当的流动相。
一般来说，流动相选择要考虑到以下几个方面：1.溶解聚合物：流动相需要能够充分溶解聚合物样品，以保证其能够在凝胶柱中进行渗透。
2.不与凝胶相互溶解：流动相不应与凝胶柱中的凝胶产生相互溶解的现象，以防止凝胶柱的损坏。
3.低粘度：流动相应具有低粘度，以保证样品在凝胶柱中的渗透速度。
4.无吸附性：流动相应具有无吸附性，以防止聚合物在凝胶柱中的吸附过程影响分离效果。
5.运动稳定性：流动相应具有良好的运动稳定性，以保证聚合物在凝胶柱中的渗透速度相对稳定。
根据具体的聚合物样品和分析目的，可以选择不同类型的流动相，常用的包括溶剂、盐溶液、混合溶液等。
此外，还可以添加特定的添加剂来改变流动相的性质，比如增加表面活性剂或有机溶剂来调节流动相的溶解性和吸附性。
总体而言，流动相的选择在凝胶渗透色谱中起着关键的作用，能够影响分离的效果和分析结果的准确性。
因此，在实际应用中需要根据样品的特性和分析要求进行合理的流动相选择，以达到准确、可靠的分析结果。
沃特世 凝胶渗透色谱产品说明书
[ GPC性能 ]凝胶渗透色谱(GPC)凝胶渗透色谱目录脂溶性聚合物非水相校正标准品 (4)非水相样品GPC色谱柱 (6)水溶性聚合物与小分子水相校正标准品 (14)水相样品SEC色谱柱 (16)蛋白质分析和鉴定用SEC色谱柱....... .. (18)自动进样器样品瓶LC/GC认证样品瓶 (20)TruView LCMS 认证样品瓶 (20)为您的应用选择正确的样品瓶和隔垫 (21)样品瓶瓶盖指南 (21)小技巧与常见问题溶剂因素 (24)常见问题 (26)1964年，工作于陶氏化学公司(Dow Chemical Company)的John C. Moore出版了关于凝胶渗透色谱(GPC)的著作，由此改变了科学家们研究合成聚合物和大分子的方式。
此后不久，沃特世公司从陶氏化学公司获得该项技术的授权，并生产出第一台商业化的凝胶渗透色谱仪-GPC-100。
结合具有特定用途的专门仪器与陶氏化学公司的创新技术，GPC就能够向科学们提供通过其它方法很难获得的重要信息。
四十多年来，沃特世持续精制仪器、柱装填材料和技术，用以提高GPC分析能力。
这些创新成果让GPC技术由最初的聚合物分析向外扩展到包含了从干扰基质中分离小分子和大分子的应用，比如在食物、医药制剂和天然产物中发现的那些目标分析物。
作为GPC市场的领导者，沃特世为您提供最优质的GPC产品和专家应用支持。
作为色谱仪器和耗材的主要生产厂商，我们所有的生产设施都严格遵循ISO、FDA和cGMP指导规范。
沃特世向您保证我们将不断为您提供处于分离科学前沿地位的解决方案。
[ 脂溶性聚合物 ]聚合物专用校正标准品专为不同类型的聚合物分析量身定制，这些便于使用的校正标准品为分析人员就已知分子量范围提供快速、可靠的标准品。
聚合物类型和分子量范围在以下产品指南中列出。
产品描述部件号聚丁二烯(Polybutadiene)标准品套装WAT035709 0.5 g/瓶装聚丁二烯，每瓶标准品分子量依次为：1000, 3000, 7000, 10,000, 30,000, 70,000, 100,000, 300,000, 700,000, 1,000,000聚异戊二烯(Polyisoprene)标准品套装WAT035708 0.5 g/瓶装聚异戊二烯，每瓶标准品分子量依次为：1000, 3000, 10,000, 30,000, 70,000, 100,000, 300,000, 500,000, 1,000,000, 3,000,000聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate)低分子量标准品套装WAT035707 0.5 g/瓶装聚甲基丙烯酸甲酯，每瓶标准品分子量依次为：1000, 1700, 2500, 3500, 5000, 7000, 10,000, 13,000, 20,000, 30,000聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate)中等分子量标准品套装WAT035706 0.5 g/瓶装聚甲基丙烯酸甲酯，每瓶标准品分子量依次为：2400, 9500, 31,000, 52,000, 100,000, 170,000, 270,000, 490,000, 730,000, 1,000,000单分子量标准物质在许多情况下，使用单个的校正标准品来确认样品混合物中的某一分子量组分或扩展现有校正方案的范围。
凝胶渗透色谱(GPC)
凝胶渗透色谱（GPC）1. 简介凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography，简称GPC）是一种常用的分离和分析高分子化合物的方法。
该技术基于样品中高分子与凝胶基质之间的相互作用特性进行分离，并通过检测其分子量进行定性和定量分析。
2. 原理GPC的原理基于高分子在溶剂中形成的动态螺旋结构。
在这个多孔的凝胶基质中，高分子可以通过不同的速度渗透进入孔隙中，较大分子量的高分子会更难进入孔隙，而较小分子量的高分子则相对容易进入。
因此，在GPC中，高分子化合物会根据其分子量的大小在凝胶柱中得到分离，从而实现对样品的分析。
3. 实验操作3.1 样品制备：将待分析的高分子化合物溶解在合适的溶剂中，得到样品溶液。
确保样品溶液中没有明显的悬浮物或杂质。
3.2 柱装填：将凝胶柱装入色谱柱座，并根据柱座的要求进行调整和固定。
3.3 校准：使用一系列已知分子量的标准品进行校准。
将标准品溶液以一定流速注入凝胶柱中，记录各标准品的保留时间。
3.4 样品进样：使用自动进样器或手动进样器将样品溶液以适当流速注入凝胶柱中。
3.5 分离：样品在凝胶柱中进行凝胶渗透分离，不同分子量的高分子以不同的速度通过凝胶基质，完成分离。
3.6 检测：通过不同的检测器检测凝胶柱中流出的样品，常用的检测器包括紫外-可见光谱检测器、折光率检测器等。
3.7 数据处理：根据标准品的保留时间和已知分子量，结合样品的保留时间，计算出样品的分子量。
4. 应用领域GPC广泛应用于高分子化合物的分析和研究领域。
主要应用包括但不限于以下几个方面：•分析聚合物的分子量分布：通过GPC可以获得聚合物样品的分子量分布情况，了解样品中分子量大小的范围和占比，有助于进一步研究和应用。
•聚合物纯度分析：GPC可以用于判断聚合物样品的纯度，通过检测样品中的低分子量杂质，评估样品的纯净度。
•聚合物杂质分析：GPC可以用于分析聚合物样品中的杂质物质，如副产物、残留单体等。
凝胶渗透色谱法
凝胶渗透色谱法（GPC）一、凝胶渗透色谱凝胶渗透色谱Gel Permeation Chromatography（GPC)，一种新型的液体色谱，原理是利用高分子溶液通过一个装填凝胶的柱子，在柱子中按分子大小进行分离。
柱子为玻璃柱或金属柱，内填装有交联度很高的球形凝胶。
其中的凝胶类型有很多，都是根据具体的要求而确定（常用的有聚苯乙烯凝胶）。
然而，无论哪一种填料，他们都有一个共同点，就是球形凝胶本身都有很多按一定分布的大小不同的孔洞（见图1）。
图1 GPC分离原理不仅可用于小分子物质的分离与鉴定，而且可作为用来分析化学性质相同但分子体积不同的高分子同系物。
可以快速、自动测定高聚物的平均分子量及分子量分布。
现阶段，已经成为最为重要的测定聚合物的分子量与分子量分布的方法。
二、测定原理凝胶色谱法的固定相采用凝胶状多孔性填充剂，是根据样品中各种分子流体力学提及的不同进行分离的。
比凝胶孔径大的分子完全不能进入孔内，随流动相沿凝胶颗粒间流出柱外，而娇小的分子则可或多或少地进入孔内。
因此大分子流程短，保留值小；小分子流程长，保留值大，所以凝胶色谱是按分子流体力学体积的大小，从大到小顺序进行分离的。
（见图2）图2 GPC淋出曲线溶质分子的体积越小，其淋出体积越大，这种解释不考虑溶质与载体间的吸附效应以及溶质在流动相和固定相中的分配效应，其淋出体积仅仅由溶质分子的尺寸和载体的孔径尺寸决定，分离完全是由于体积排除效应所致。
凝胶色谱的特点是样品的保留体积不会超出色谱柱中溶剂的总量，因为保留值的范围是可以推测的，这样可以每隔一定时间连续进样而不会造成谱峰的重叠，提高了仪器的使用率。
三、分子量校正曲线（LogM-V曲线）凝胶色谱图计算样品的分子量分布的关键是把凝胶色谱曲线中的淋洗体积V转化成分子量M，这种分子量的对数值与淋洗体积之间的曲线(LogM-V)称之为分子量校正曲线（见图3）。
图3 分子量校正(LogM-V)曲线➢排阻极限排阻极限是指不能进入凝胶颗粒空穴内部的最小分子的分子量。
第2节 凝胶色谱(GPC)
3.2.4 热力学理论
该理论认为，决定GPC分离的因素，不仅有胶体的孔径大 小，而且包括在一定溶剂中高聚物分子构像的尺寸分布。 Casassa研究了溶液中不同构像的分子链在同一胶体孔洞 大小上的分离他假设孔洞内外的溶质分子处于平衡，而且 两相是那样的稀,以致高聚物之间无作用。他用无规飞行 统计来描述分子的构像，即符合方程式： 2 式中，Pn（r）表示距坐标原点为矢量r的位置上，无规飞 行出现n次的几率密度；b2表示聚合物链段的平均平方长 度。上式在分散（dissipative）物理过程中是基本的，适 用于各种边界条件。
[ ]1[ M ]1 [ ]2[ M ]2
把Mark－Houwink方程：代入上式再经过 一些公式的化简可得：
lg M 2 1 1 1 lg( K 1 / K 2) lg M 2 1 2 1 2
因此只要知道两种聚合物样品在实验条件 下的参数K1，α1和K2，α2的值，就可由一种 高聚物的校正曲线以上式换算成第二高聚 物的校正曲线。 此方法的优点是主要一种高聚物（一般采 用窄分布聚苯乙烯）作校正曲线就可以测 定其他类型的聚合物，但先决条件式两种 聚合物的K和α必须是已知的，否则无法进 行定量计算。
对于线性校正曲线可用下列方程表示： lg M A BVe 式中，Ve为淋洗体积（也可用保留时间）； M代表分子量；A和B为常数，B>0。 如果校正曲线是非线性的，则可用曲线方 程或多段折线方程表示。 这种测定校正曲线的方法简便，准确性高， 但获得于被测样品相同类型的窄分布高分 子样品比较困难，限制了它在实际中的应 用。
KC 1 2 A2C R MW
4 2 2 dn 2 K n ( ) N4 dc
GPC-1：凝胶渗透色谱操作手册
凝胶渗透色谱操作手册一． 高聚物的分子量及分子量分布对于小分子化合物，无论有机的或无机的，都有固定的分子量，并且可以通过分子式直接计算出来。
但对于高聚物来说，除了少数几种蛋白质之外，分子大小都是不一样的，它是由许多具有相同链节结构，但不同链长即不同分子量的各种大小分子所组成的混合物。
所以，高聚物的分子量实际上是各种大小不同高分子的分子量的统计平均值。
高聚物的分子量具有多分散性，每一个高聚物都有它的分子量分布。
常用的高聚物的平均分子量有四种表示方法：数均分子量，重均分子量，Z 均分子量和粘均分子量。
1． 数均分子量M n数均分子量被定义为在一个高聚物体系中，高聚物的总重量（以克为单位）除以高聚物中所含各种大小分子的总摩尔数，即数均分子量是高聚物体系中各种分子量的摩尔分数与其相应的分子量的乘积所得的总和。
它是按分子数的统计平均。
n---摩尔数 w---重量 N---摩尔分数 M---分子量∑∑∑∑∑===−−iii ii i i n M N n M n n wM 2． 重均分子量M w在一个高聚物体系中，各种大小分子的重量分数与其相应的分子量相乘，所得的各个乘积的总和，定义为重均分子量。
它是按重量统计平均的。
W---重量分数∑∑∑∑∑===iii ii i i 2i i w __M W w M w M n M n M 3． Z 均分子量M zZ 均分子量是按Z 量的统计平均。
Z 的定义为Z=w i M i 。
Z 均分子量的定义为：一个高聚物试样中，各分子量的Z 值的分数及其相当的分子量的乘积的总和。
∑∑∑∑∑∑===2i i 3i i i i 2i i i i i z __M n M n M w M w Z M Z M 由于Z=w i M i 没有具体的物理意义，因此Z 均分子量也没有具体的物理意义。
4． 粘均分子量M η用溶液粘度法测得的平均分子量为粘均分子量。
定义为：∑=α1αi i η__)M W (Mα为[η]=kM α公式中的指数。
Waters-1515-2414-凝胶渗透色谱(GPC)操作规程
Waters 1515-2414 凝胶渗透色谱（GPC）操作规程一、溶剂和样品准备1. 选择溶剂：尝试和选择对聚合物具有良好溶解性的THF或者DMF 作为溶剂；2. 溶剂处理：采用溶剂过滤系统（真空抽滤）对色谱纯溶剂进行过滤和脱气处理；3. 样品配制：选用处理后的溶剂配置待测样品溶液，样品体积≥4mL；样品浓度根据估算的分子量确定（Mw＝103～104，浓度为1.5～2mg/mL；Mw＝104～105，浓度为1～1.5mg/mL；Mw＝105～5 x 105，浓度为0.5～1mg/mL；Mw ＝5 x 105～106，浓度为0.1～0.5mg/mL；Mw＞106，浓度为0.05～0.1mg/mL）；4. 样品溶解：提供足够时间使聚合物完全溶解（一般在室温下静止过夜）；注：可轻微摇动样品以促进溶解但不可剧烈摇动；5. 样品过滤：样品溶解后，采用一次性微孔滤膜（孔径0.22μm）对样品溶液进行过滤，保存滤液待用；注意：每个样品需要准备两个样品瓶（分别用于溶解样品和放置过滤后的溶液）和两个注射器（分别用于过滤和进样）二、仪器启动1. 将经过真空抽滤的溶剂倒入溶剂存贮瓶中；2. 依次打开稳压电源－计算机－泵－柱温箱－示差折光检测器开关；3. 启动Breeze软件，输入用户名Breeze；选择1515-2414系统，确定；4. 在Breeze软件系统中点击运行样品－点击流量图标设置泵流速0.2mL/min，注意：设置变化时间为2min，即以0.1mL/min缓慢增加流速，使色谱柱所受压力缓慢变化；5. 在示差折光检测器面板上，点击Temp ºC设置温度40 ºC（set/control）；再点击Home－Shift 1－显示Purge图标；此时示差检测器为Purge流路，冲洗示差检测器的样品池及参比池；点击平衡系统/监视基线图标－调用PS-purge方法－点击平衡/监视器，监控基线；Purge时间为10h；6. 10h后（此时基线已稳定），在运行样品界面点击设置泵流速1mL/min（设置变化时间8min，以0.1mL/min缓慢增加流速），平衡0.5h；7. 在示差折光检测器面板上，点击Shift 1，取消Purge（回到正常测样流路），平衡3～5min；再依次点击Diag－Optimize LED(16~17正常) －Enter－Home；三、样品测试1. 点击Breeze软件系统中的单进样图标－输入待测样品名－选择功能（宽分布进样）－选择方法组PS－输入进样体积（20μL）及样品测试时间（45min）－点击单进样，准备进样；此时窗口显示等待进样；2. 选用1mL注射器，安装色谱专用平头针头，采用过滤后样品溶液润洗进样注射器后，再抽取过滤后的样品溶液；将针口朝上排出气泡（注意针头不要有液珠，否则会污染进样口，必要时用镜头纸擦拭）；将进样阀门拨到Inject位置（即垂直状态），将进样注射器插入进样器内并插到底（不用过于用劲），进样；进样结束后迅速将进样阀门拨到Load位置；此时窗口显示进样正在运行；注意：进样结束后，使用抽滤后的溶剂及时清洗针头；3. 到设定的运行时间后，仪器自动停止数据采集，此时窗口显示单进样结束；20min后，按步骤1和2进下一个样品；注意：实验过程中及时观察溶剂存贮瓶中溶剂量；如需补加，必须在仪器停止数据采集时（最好在泵流速为0时）添加溶剂，且砂滤头必须在液面下。
凝胶渗透色谱
凝胶渗透色谱
凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography, GPC）是一种色谱技术， 它用高度多孔性的、非离子型的凝胶小球 将溶液中多分散的聚合物逐级分开，配合 分子量检测器使用即可得到分子量分布， 是目前测定分子量分布最广泛应用的方法。
离散型图示法
数量分布图—级分 的数量分数对分子 量作图
离散型分子量数量分布
0.40 0.30
数量分数
质量分布图—级分 的质量分数对分子 量作图
离散型分子量质量分布
0.30 0.20 0.10 0.00
0.20 0.10 0.00
10 20 00 12 20 00 14 60 00 12 00 0 21 00 0 35 00 0 49 00 0 73 00 0
分子量质量微分分布 0.30 0.20 0.10 0.00
0.30 0.20 0.10 0.00
0 0 0 0 0 00 00 00 12 00 21 00 35 00 49 00 73 00 10 20 12 20 14 60
0
0
0
0
0
00
00
12 00
21 00
35 00
49 00
73 00
10 20
分子量
分子量
分布宽度指数
分布宽度指数
Ni M i M n M
2 n 2 i
2
M
n n
2
M
2
n
2 n M i i ini源自2 n M i i
i
n M
i i
i
i
凝胶渗透色谱法GPC
样品 填充物颗粒 尺寸大的高分子不能渗透到凝胶孔穴中而受到排斥，只能从凝胶粒间流过，最
先流出色谱柱，即其淋出体积最小；中等体积的高分子可以渗透到凝胶的一些 大孔中而不能进入小孔，比体积大的高分子流出色谱柱的时间稍后、淋出体积 大 中
稍大；体积比凝胶孔穴尺寸小得多的高分子能全部渗透到凝胶孔穴中，最后流
超速离心沉降平衡法
粘度法 凝胶渗透色谱法GPC 飞行时间质谱
1×104～1×106
1×104～1×107 1×103～1×107 1×104以下
Mw ，Mz
粘均 Mh 各种平均 Mn ，Mw
相对
相对 相对 绝对
凝胶渗透色谱法GPC
凝胶渗透色谱法: Gel permeation chromatography, GPC； 又称体积排阻色谱法：Size exclusion chromatography, SEC； 是一种根据尺寸分离高分子的色谱技术
1 1 1 K1 lg M 2 lg M1 lg 1 2 1 2 K2
出色谱柱、淋出体积最大。
孔穴
小
因此，聚合物的淋出体积与高分子的体积即分子量的大小有关，分子量越
大，淋出体积越小。分离后的高分子按分子量从大到小被连续的淋洗出色谱柱
并进入检测器。
GPC-传统校正曲线
传统校正曲线 a)浓度检测器 b)一个使用标准分子量样品校正过的GPC/SEC柱子 c)检测相对分子量和分子量分布
浓度检测器不断检测淋洗液中高分子的浓度。
常用的浓度检测器为示差折光仪，其浓度响 应是淋洗液的折光指数与纯溶剂（淋洗溶剂）
的折光指数之差，由于在稀溶液范围内，与
溶液浓度成正比，所以直接反映了淋洗液的 浓度即各级分的含量，下图是典型的GPC谱
GPC-1：凝胶渗透色谱操作手册
6． 到 设 定 的 运 行 时 间 后 ， 仪 器 自 动 停 止 数 据 采 集 ， 窗 口 底 栏 显 示 Single inject-complete。
2． 点 Single，输入样品名，选择 inject broad samples，选择 method set（与 Project 同 名），输入进样体积及样品测试时间（THF 系统，3 根柱子，35 分钟；DMF 系统，2 根柱子，25 分钟）。
3． 在 Instrument Method 中，选择 410.instr（或 UV）。 4． 待示差检测器流路为正常测样流路时，点 Monitor 观察基线。待基线稳定后，点
niMi2 = niMi
wiMi = wi
Wi M i
W---重量分数
3． Z均分子量Mz Z均分子量是按Z量的统计平均。Z的定义为Z=wiMi。Z均分子量的定义为：一个高聚 物试样中，各分子量的Z值的分数及其相当的分子量的乘积的总和。
__
∑∑ ∑∑ ∑∑ Mz =
ZiMi = Zi
wiMi2 = wiMi
常用的高聚物的平均分子量有四种表示方法：数均分子量，重均分子量，Z 均分子 量和粘均分子量。
1． 数均分子量Mn 数均分子量被定义为在一个高聚物体系中，高聚物的总重量（以克为单位）除以高聚 物中所含各种大小分子的总摩尔数，即数均分子量是高聚物体系中各种分子量的摩尔 分数与其相应的分子量的乘积所得的总和。它是按分子数的统计平均。
2． 515 泵 流速范围在 0.00－10.00mL/min，但对于GPC柱子，流速不能超过 1.0mL/min。
凝胶渗透色谱
一、实验背景简介
1．聚合物分子量及其分子量分布
是聚合物性能的重要参数之一，与聚合物力学性能有密切关系，对高聚物拉伸强度以及成型加工过程，如模塑、成模、纺丝等都有影响。研究聚合物的分子量及其分子量分布，对于控制和改进产品质量具有重要意义。
2．凝胶渗透色谱法（GPC）
1利用高分子溶液通过填充有特种凝胶的柱子，把聚合物分子按尺寸大小进行分离的方法。
五、实验步骤
1.样品配制
选取9个分子量从大到小的标记的标样，按照淋洗峰位不重合的原则，分为三组1、3、5，2、6、8和4、7、9，每组标样分别称取约2mg混在一个配样瓶中，用针筒注入约6ml的THF溶剂，溶解后用装有0.45 孔径的微孔过滤膜过滤。在配样瓶中称取约4mg被测样品，注入约4ml溶剂，溶解够过滤。
标准样品序号
相对分子质量
淋洗体积（mL）
1
141437
14.25
2
10814
16.18
3
1480
18.32
2.数据处理与结果
Sample
MW
MZ
d
1
141437
156220
169084
1.10452
2
10814
11634
12410
1.07583
3
1480
1பைடு நூலகம்25
1571
1.03041
七、实验注意事项
2是目前测定聚合物分子量及其分子量分布最有效的方法。
3它具有测定速度快、用量少、自动化程度高等优点，已获得广泛应用。
二、实验目的
1.了解凝胶渗透色谱仪的原理。
2.了解凝胶渗透色谱仪的构造和凝胶渗透色谱的实验技术。
凝胶渗透色谱(GPC)测定(精)
GPC
104.6 问题讨论
（1）在GPC测定聚合物相对分子质量时，为什么要用
标样进行校正？
（ 2 ）计算机是如何利用所得色谱图求得各种平均相 对分子质量及分布宽度指数D的？ （ 3 ）什么叫聚合物相对分子质量的质量微分分布曲 线和质量积分分布曲线？
大 学 通 用 化 学 实 验 技 术
10/14
（ 4 ）此实验的流动相为何要脱气，不脱气对实验有
GPC曲线
GPC曲线
浓度响应
W(M)
大 学 通 用 化 学 实 验 技 术
4/14
淋出体积或淋出时间
大
小
M
淋出体积代表了分子量的大小 --M； M 淋出体积代表了相对分子质量的大小— 浓度响应代表了含量— W（ M ） 浓度响应代表了含量 --W(M)
GPC 曲线就是聚合物的相对分子质量分布曲线 GPC 曲线就是聚合物的分子量分布曲线
离的，不考虑溶质和载体之间的吸附效应，也不考虑溶质在流 动相和固定相之间的分配效应，其淋出体积（自试样进柱到被
大 学 通 用 化 学 实 验 技 术
3/14
solvent
体积大的分子先 被淋洗出来 体积小的分子后 被淋洗出来
浓度检测器
的 相 对 分 子 质 量 及 相 对 分 子 质 量 分 布
凝 胶 渗 透 色 谱 （ ） 测 定 聚 苯 乙 烯
GPC
在线答疑： lhfdlx@
Luym@
的 相 对 分 子 质 量 及 相 对 分 子 质 量 分 布
凝 胶 渗 透 色 谱 （ ） 测 定 聚 苯 乙 烯
GPC
在线答疑： lhfdlx@
Luym@
GPC系统配制
泵
进样器
新型高温凝胶渗透色谱仪GPCIR
新型高温凝胶渗透色谱仪GPC-IR聚烯烃（简称PO）是目前世界上用量最大的工业聚合物，用于制造各种商业产品，可以说涉及到我们生活的方方面，比如汽车部件、管材、包装膜、家用奶瓶及婴儿纸尿裤等。
聚烯烃产品的半结晶结构赋予了它广泛的用途。
在PE和PP中引入共聚单体可以控制聚合物的结晶性能，在很大程度上通过控制共聚单体的含量和分子量及其分布的关系，控制聚烯烃产品的刚性和柔韧性。
在当今竞争激烈的市场上，人们往往通过设计分子量及其分布和共聚单体含量来开发特殊用途的产品，这就需要一种可靠的、快速的表征技术来研究各种聚烯烃产品的共聚单体含量或者支化度和分子量的相互关系。
西班牙公司Polymer Char研发的新型高温凝胶渗透色谱仪GPC-IR，是一款紧凑且全自动化的仪器，为凝胶渗透色谱法表征聚烯烃样品分子量及其分布等树立了新的标杆，该仪器也日益成为行业的首选。
检测器优化目前红外检测器已经被证明是聚烯烃分子量及其分布表征最合适的检测器。
流速、温度、压力变化等对红外吸收影响很小，因此基线非常稳定（见图1）。
另外计算方便，很容易找到积分限，得到准确可靠的分子量信息。
红外检测器是聚烯烃无与伦比的浓度检测器，新的设计在没有增加任何分析复杂性的前提下赋予了红外检测器独特的特性。
当样品流经红外流通池时获得不同波段的吸光度，也可以同时研究支化度信息。
当GPC配置IR 检测器后，可以获得对于催化剂开发、产品控制或者技术服务支持等大量有用的信息（见图2）。
图1. 线性聚乙烯SRM1475（2次）和支化聚乙烯SRM1476（2次）分析谱图备注：150℃，溶剂1,2,4三氯苯，注射体积200ul，浓度0.9mg/ml，每次注射加入低分子量碳氢化合物作为流量标记物。
图2. 两种EP共聚物分子量及其分布相似但乙烯分布不同红外检测器硬件简单耐用，可以承受高压并且无需平衡时间。
甚至在样品准备注入之前或者柱子平衡之前，红外的信号就已经很稳定了。
Waters-1515-2414-凝胶渗透色谱(GPC)操作规程讲解学习
Waters 1515-2414 凝胶渗透色谱（GPC）操作规程一、溶剂和样品准备1. 选择溶剂：尝试和选择对聚合物具有良好溶解性的THF或者DMF 作为溶剂；2. 溶剂处理：采用溶剂过滤系统（真空抽滤）对色谱纯溶剂进行过滤和脱气处理；3. 样品配制：选用处理后的溶剂配置待测样品溶液，样品体积≥4mL；样品浓度根据估算的分子量确定（Mw＝103～104，浓度为1.5～2mg/mL；Mw ＝104～105，浓度为1～1.5mg/mL；Mw＝105～5 x 105，浓度为0.5～1mg/mL；Mw＝5 x 105～106，浓度为0.1～0.5mg/mL；Mw＞106，浓度为0.05～0.1mg/mL）；4. 样品溶解：提供足够时间使聚合物完全溶解（一般在室温下静止过夜）；注：可轻微摇动样品以促进溶解但不可剧烈摇动；5. 样品过滤：样品溶解后，采用一次性微孔滤膜（孔径0.22μm）对样品溶液进行过滤，保存滤液待用；注意：每个样品需要准备两个样品瓶（分别用于溶解样品和放置过滤后的溶液）和两个注射器（分别用于过滤和进样）二、仪器启动1. 将经过真空抽滤的溶剂倒入溶剂存贮瓶中；2. 依次打开稳压电源－计算机－泵－柱温箱－示差折光检测器开关；3. 启动Breeze软件，输入用户名Breeze；选择1515-2414系统，确定；4. 在Breeze软件系统中点击运行样品－点击流量图标设置泵流速0.2mL/min，注意：设置变化时间为2min，即以0.1mL/min缓慢增加流速，使色谱柱所受压力缓慢变化；5. 在示差折光检测器面板上，点击Temp ºC设置温度40 ºC（set/control）；再点击Home－Shift 1－显示Purge图标；此时示差检测器为Purge流路，冲洗示差检测器的样品池及参比池；点击平衡系统/监视基线图标－调用PS-purge方法－点击平衡/监视器，监控基线；Purge时间为10h；6. 10h后（此时基线已稳定），在运行样品界面点击设置泵流速1mL/min（设置变化时间8min，以0.1mL/min缓慢增加流速），平衡0.5h；7. 在示差折光检测器面板上，点击Shift 1，取消Purge（回到正常测样流路），平衡3～5min；再依次点击Diag－Optimize LED(16~17正常) －Enter －Home；三、样品测试1. 点击Breeze软件系统中的单进样图标－输入待测样品名－选择功能（宽分布进样）－选择方法组PS－输入进样体积（20μL）及样品测试时间（45min）－点击单进样，准备进样；此时窗口显示等待进样；2. 选用1mL注射器，安装色谱专用平头针头，采用过滤后样品溶液润洗进样注射器后，再抽取过滤后的样品溶液；将针口朝上排出气泡（注意针头不要有液珠，否则会污染进样口，必要时用镜头纸擦拭）；将进样阀门拨到Inject位置（即垂直状态），将进样注射器插入进样器内并插到底（不用过于用劲），进样；进样结束后迅速将进样阀门拨到Load位置；此时窗口显示进样正在运行；注意：进样结束后，使用抽滤后的溶剂及时清洗针头；3. 到设定的运行时间后，仪器自动停止数据采集，此时窗口显示单进样结束；20min后，按步骤1和2进下一个样品；注意：实验过程中及时观察溶剂存贮瓶中溶剂量；如需补加，必须在仪器停止数据采集时（最好在泵流速为0时）添加溶剂，且砂滤头必须在液面下。
凝胶渗透色谱(GPC)和尺寸排阻色谱(SEC)分析
百泰派克生物科技
凝胶渗透色谱（GPC）和尺寸排阻色谱（SEC）分
析
凝胶渗透色谱（GPC）和尺寸排阻色谱（SEC）可进行聚烯烃的摩尔质量和组成测量，水性和有机聚合物基质表征的研究。
百泰派克生物科技基于凝胶渗透色谱（GPC）
和尺寸排阻色谱（SEC）的分析服务，为您提供一个最先进的凝胶渗透色谱（GPC）和尺寸排阻色谱（SEC）的平台，以满足您进行聚合物合成、聚合物混合物分离、
混合物成分定量等分析需求，是全面了解聚合物分子量分布的分析方法。
GPC-SEC。
凝胶渗透色谱（GPC）和尺寸排阻色谱（SEC）分析可以提供
1. 合成和天然聚合物分子量分析：PEGs、表面活性剂、聚丙烯酸酯、木质素磺酸
盐和低聚糖；
2. 低聚物和小分子聚合物分析：PVA、PEO、多糖、聚丙烯酸和纤维素衍生物；
3. 中性、离子和疏水部分聚合物或混合物分析；
4. 高分子量分析：CMC、树胶、淀粉、透明质酸和聚丙烯酰胺。
凝胶渗透色谱实验报告
凝胶渗透色谱实验报告凝胶渗透色谱实验报告引言凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography, GPC）是一种常用的分离和分析高分子化合物的方法。
通过使用不同孔径的凝胶填料，GPC可以根据高分子物质的分子大小进行分离，从而得到高分辨率的色谱图谱。
本实验旨在通过凝胶渗透色谱法对不同分子量的聚合物进行分析，并探讨其分子量与保留时间的关系。
实验方法1. 样品制备：选取三种不同分子量的聚合物作为样品，分别标记为A、B、C。
将每种聚合物按照一定比例溶解于适量的溶剂中，并进行充分搅拌，以保证样品的均匀性。
2. 样品注射：使用自动进样器将样品注入色谱柱，并设置适当的进样量，以确保得到清晰的峰形。
3. 色谱条件：调节流动相的流速和温度，以及色谱柱的温度和长度，以获得最佳的分离效果。
4. 数据处理：使用色谱软件对得到的色谱图进行峰识别和峰面积计算，得到各个峰的保留时间和峰面积。
实验结果与讨论通过对三种不同分子量的聚合物进行凝胶渗透色谱分析，得到了它们在色谱图上的峰形和保留时间。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 分子量与保留时间的关系：实验结果显示，聚合物的分子量与其在色谱图上的保留时间呈正相关关系。
即分子量较大的聚合物在色谱柱中的停留时间较长，而分子量较小的聚合物则停留时间较短。
这是因为分子量大的聚合物在凝胶填料中的渗透速度较慢，从而导致其停留时间延长。
2. 峰形的解析度：通过对色谱图中的峰形进行观察和分析，可以评估凝胶渗透色谱的分离效果。
若各个峰之间存在明显的分离和峰形对称，说明色谱柱的分离效果良好。
相反，若峰形模糊或存在重叠现象，则说明分离效果较差。
3. 样品纯度的评估：通过计算各个峰的峰面积比例，可以评估样品的纯度。
若纯度较高，各个峰的峰面积比例应接近理论值。
若存在杂质或聚合物分子量分布较宽的情况，则峰面积比例会偏离理论值。
结论凝胶渗透色谱是一种有效的高分子化合物分析方法，可以根据分子量的大小进行分离和定量。
凝胶渗透色谱gpc分子量测试
凝胶渗透色谱gpc分子量测试
凝胶渗透色谱（GPC）是一种用于测量分子量和分子尺寸的常用技术。
它基于分子在凝胶中的扩散行为，通过比较不同分子在凝胶中的迁移速率来确定其分子量。
以下是GPC分子量测试的基本步骤：
1. 样品准备：首先，你需要将待测样品溶解在适当的溶剂中。
对于聚合物，常用的溶剂是四氢呋喃（THF）、氯仿或二甲基甲酰胺（DMF）。
确保样品完全溶解并过滤以去除任何杂质。
2. 校准曲线：使用已知分子量的聚合物标准品进行校准。
这些标准品通常具有窄分子量分布，例如聚苯乙烯（PS）或聚乙烯吡咯烷酮（PVP）。
将标准品溶解在相同的溶剂中，并在GPC仪器上进行分析。
根据标准品的保留时间和分子量之间的关系，建立校准曲线。
3. 样品加载：将待测样品加载到GPC柱上。
这可以通过注射器或自动进样器完成。
确保样品在加载过程中不会发生气泡形成或其他污染。
4. 分离和检测：将样品溶液通过GPC柱，柱子中的凝胶会选择性地吸附和分离不同大小的分子。
流动相（通常是溶剂）以恒定的流速通过柱子，使分子逐渐分离。
分离后的分子通过检测器进行检测，常用的检测器是折射率检测器、紫外可见光检测器或示差折光检测器。
5. 数据分析：根据校准曲线和样品的保留时间，可以计算出样品的分子量。
GPC软件通常会提供分析结果，包括分子量分布图、平均分子量等。
需要注意的是，GPC测试的结果受到许多因素的影响，如样品浓度、溶剂选择、柱类型和温度等。
因此，在进行GPC测试时，需要仔细控制实验条件，并遵循标准操作程序。
凝胶渗透色谱与多角度激光光散射联用仪(GPC-MALLS)的使用和维护
１ 实 验 室 基 本 要 求
仪器 对温 度 、 湿度 、 电源 等 有 一 定 的要 求 。室
温压 要控 制在 ２ Ｏ ～２ ５。 Ｃ， 湿 度不 大 于 ８ ５ ， 仪 器周 围不能有 强 烈 的机 械 振 动 、 电磁 波 、 强 磁 场 等 干 扰 源； 室 内要 有 良好 的通 风设 备 。电源 最 好 要有 稳 压 电源供 电 ， 且有 良好 的接 地措 施 。
ｉ ｎｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎｔ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ：Ｍ ＡＬＬＳ；ＧＰＣ；ａ ｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
近年 来 ， 光散 射技 术 在 高 分 子分 析 领 域 的应 用
得到 了快速 发展 ， 不 仅能 够 测 得 大分 子 的重 均 绝对
分 子量 、 分 子旋 转 半 径 与 第 二 维 利 系数 ， 将 光 散 射 技术 与 凝 胶 渗 透 分 析 技 术 （ ＧＰ Ｃ— ＭＡＬ Ｌ Ｓ ） 联用 ， 还可 测 得 分 子 量 分 布 ］ 。 目前 ， ＧＰ Ｃ— ＭＡＬ Ｌ Ｓ
２ 测试 前 准 备 工 作
２ ． １ 流 动 相 要 求
多 的关注 。我们 实验 室根据 实 际情况 配 备 了 Ｍｏ ｄ ｅ ｌ
５ ０ ０紫 外 检 测 器 ， 美 国 Ｗｙ ａ ｔ ｔ公 司 ＤＡＷＮ ＨＥ — Ｌ Ｅ ＯＳ － Ⅱ光 散 射 检 测器 ， Ｏｐ ｔ ｉ ｌ ａ ｂ Ｔ— ｒ Ｅ Ｘ 示 差 检
Ａｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ ｍａ ｉ ｎｔ ｅ ｎａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｇ ｅ ｌ ｐｅ ｒ ｍｅ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｍａ ｔ ｏ ｇ ｒ ａ ｐｈ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｍｕ ｌ ｔ ｉ ａ ｎｇ ｌ ｅ ｌ ａ ｓ ｅ ｒ ｌ ｉ ｇ ｈｔ ｓ ｃ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ
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测定聚合物分子量的方法
直接方法
渗透压方法 (for Mn) 光散射方法 (for Mw) 粘度方法 (for Mv) 超速离心方法 (for Mz) GPC (for Mn, Mw and Mz) 用标准品进样得到分子量校正曲线，间接算出 聚合物样品的相对分子量。如和标准品结构不 同，还需进行相应的计算才能得到聚合物样品 自身的分子质量。
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GPC术语
排阻极限
排阻极限是指不能进入凝胶颗粒孔穴内部的最小分子的 分子量。所有大于排阻极限的分子都不能进入凝胶颗粒 内部，直接从凝胶颗粒外流出，所以它们同时被最先洗 脱出来。排阻极限代表一种凝胶能有效分离的最大分子 量，大于这种凝胶的排阻极限的分子用这种凝胶不能得 到分离。随固定相不同，排阻极限范围约在 400至 60×106之间。
渗透极限
能够完全进入凝胶颗粒孔穴内部的最大分子的分子量。 在选择固定相时，应使欲分离样品粒子的相对分子质量落在 固定相的渗透极限和排阻极限之间。
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平均分子量计算公式
S Hi 数均分子量 Mn = S (Hi / Mi)
GPC基础知识
岛津国际贸易(上海)有限公司 分析中心
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SEC定义
SEC全称Size Exclusion Chromatography(体积 排阻色谱，或者尺寸排阻色谱） SEC定义：是利用多孔凝胶固定相的独特特性， 而产生的一种主要依据分子尺寸大小的差异来分 离的液相色谱方法。
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GPC用途
高聚物的分子量及其分布是高聚物最基本的参数 之一。高聚物的许多性质是与分子量有关的。例 如冲击强度、模量、拉伸强度、耐热、耐腐蚀性 都与高聚物的分子量和分子量分布有关。
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SEC分类
凝胶渗透色谱 (GPC)
主要用于聚合物领域 以有机溶剂为流动相(氯仿，THF，DMF) 常用固定相填料：苯乙烯－二乙烯基苯共聚物
凝胶过滤色谱 (GFC)
主要用于生命科学领域 以水溶液为流动相 常用固定相填料：亲水性有机凝胶(葡聚糖，琼脂糖， 聚丙烯酰胺等)
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GPC系统配置
进样器
泵
色谱柱
检测器
柱温箱
THF, 氯仿, DMF
示差检测器
需要GPC软件才可计算MW
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产品名称 系统控制器 输液单元 在线脱气机 容器盘 自动进样器 自动进样器用GPC对应组件 柱温箱 示差折光检测器 色谱柱 保护柱 LC工作站 GPC软件
型号 CBM-20Alite LC-20AD DGU-20A3 SIL-20A CTO-20A RID-10A GPC-80M GPC-800P LCsolution Single LCsolution GPC
高聚物多分散性表征
样品间分子量分布宽度的比较，最直接的方法是 将实验所得到的分子量分布曲线作对比。 分子量分布曲线有两种形式：
用重量分数W对分子量作图的曲线叫做微分分布曲线； 用累积重量分布对分子量作图的曲线叫做积分分布曲 线。
还有一种更一般化且最常用的方法就是重均数均 比，即：Mw/Mn。
GPC分离原理
固定相是多孔填料，小分子样品可以进入孔径内部 样品与固定相之间无作用力 迁移时间不同 样品 大 填充物颗粒
中
孔穴
小
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MW与RT之间的关系
排阻极限
渗透极限
GPC柱
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重均分子量 Mw = Z均分子量 Mz =
S Mi Hi S Hi
ΣMi 2Hi
S Mi Hi
ΣMi 3Hi S Mi 2Hi
Z+1均分子量 Mz+1 =
Hi： 峰高 Mi：分子量
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平均分子量含义
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间接方法
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为什么要用GPC方法
相对分子量分布(多分散性指数)对聚合物的性质 有重要影响。 在相对分子质量分布（多分散性指数）成为人们 关注的热点后，经典方法却不能同时测定聚合物 的相对分子质量分布。凝胶渗透色谱(GPC)的应 用改善了测试条件，并提供了可以同时测定聚合 物的相对分子质量及其分布的方法，使其成为测 定高分子相对分子质量及其分布最常用、快速和 有效的技术。
数均分子量 (Mn)
拉力、抗冲击性
重均分子量 (Mw)
脆度
Z 均分子量 (Mz)
弹性、硬度
分布宽度指数D(分散度)= Mw/Mn
Байду номын сангаас
对于多分散试样
Mn ＜ Mw ＜ Mz
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配置实例
No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
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产品编号 228-45011-38 228-45000-38 228-45018-32 228-45041-91 228-45006-38 228-46606-96 228-45009-38 228-45095-38 228-20810-91 228-20812-91 223-05671-92 223-05655-92